mardi 19 juillet 2011

[Docteur Switch] En direct de l'atelier - Pimp my NES - AV Stereo Mod !

Je me rends compte d'une chose, c'est que j'ai une certaine propension à toujours vouloir en faire plus. Là, encore un exemple. Prenons ma NES. Une bonne vieille NES, trouvée un matin d'hiver aux encombrants. Allez pas croire que je suis un fouineur, non, comme un signe du ciel, elle était en bas de chez moi. Est-ce que tout ça, c'est ce qu'on appelle le destin ? Je ne chercherai pas à trouver de réponse. Ce que je retiens, c'est que c'était une belle trouvaille. Une NES en loose, avec une manette et un jeu dedans. Bon pas de grosse surprise pour le jeu, c'était "Teenage Mutant Hero Turtles". Un classique dit comme ça, mais un véritable cauchemar pour gamer si tant est qu'on y a joué un peu. Petite annecdote, quand j’étais plus jeune et que j'avais cette console, je n'avais jamais dépassé le niveau du barrage où il fallait désamorcer la bombe. L'exploit est médiocre, mais là n'est pas le sujet de notre petit article.

Ni une ni deux, après un nettoyage en profondeur, je pars dès le lendemain acheter un câble vidéo et une alimentation officiels. Le soir même, alors que je remets mamie en route, cette dernière clignote. Je m'aperçois vite alors que c'est le problème récurent des NES. Dans un article précédent sur les différences entre NES et Famicom, j'expliquais déjà le problème :
Le plus dramatique avec la NES, c'est le système de chargement des cartouches. Imitant les magnétoscopes VHS (appareil en plein boum dans les années 80), on ouvre une trappe sur le devant de la console, on pousse la cartouche au fond de la console, puis on clique la cartouche vers le bas afin de refermer la petite trappe de la console. On appuie alors sur le bouton POWER, et c'est parti pour des heures de plaisirs vidéoludiques. Si dans les premières années de la console, le système fragile ne pose pas trop de problèmes, au fil des ans, les faux contacts apparaissent. Le syndrome de la led power qui clignote et de l'écran qui n'affiche que du gris devient alors légendaire. Au point que des sites retro y consacre des dossiers entiers. Des solutions fantaisistes deviennent alors le seul moyen des possesseurs de NES de s'adonner à leur vice. Empiler 2 cartouches de jeux pour bien faire contact. Et solution radicale, démonter la console pour redresser les contacts du connecteur interne. Le soucis c'est justement ce fameux connecteur présent dans la console. A force d'être sollicités, ils restent en position basse, et les jeux passent une fois sur deux.
A l'époque, j'ai donc redressé les contacts du connecteur interne de la NES. Mais comme vous vous en doutez, cette solution est une sorte de pis-aller qui tient quelques mois. On en vient donc à racheter un nouveau connecteur, histoire de remédier un peu plus définitivement au problème. C'est ce qui nous ramène en ce beau mois de juillet 2011 (Beau ? C'est un peu surfait vu qu'au moment où j'écris ces lignes il pleut) au moment même où je me suis décidé à acheter un nouveau connecteur pour ma NES qui a nouveau ne passe plus aucun jeu. Donc la veille de recevoir la nouvelle pièce, un peu comme on accueille le messie chez soi, je prépare la console à sa future opération à coeur ouvert. Et là, une sorte de pulsion de maniaque envahit mon corps et mes petits doigts agiles :
Bah, tant qu'elle est ouverte, les entrailles à l'air, je peux peut-être en profiter pour effectuer d'autres modifications ?
Il m'a fallu une courte nuit d'hésitations, avant de me lancer. J'ai décidé de passer ma NES en Stéréo, de lui ajouter une sortie vidéo composite et tant qu'à faire de la dézoner. J'ai hésité car oui, ce genre d'opérations, je le sais me prend du temps, vu que je suis soigneux et que comme vous le savez je fais les choses dans les règles de l'art. En témoigne ma Famicom AV-isée.

Je fais quelques recherches sur le web et tombe sur deux adresses très intéressantes. La première en anglais, c'est une modification de Chris Covell, membre actif de la communauté rétro, qui touche sa bille. Ce premier lien concerne le passage de la NES en stéréo. La deuxième adresse utile, c'est un post fait par un certain Mimix sur le forum Metagames, qui lui traite entre autres choses de la partie vidéo composite.

Ni une, ni deux, j'enfourche mon Tonnerre Mécanique pour aller chercher tous les composants dont je vais avoir besoin pour mes modifications. Mon échoppe habituelle étant fermée, il a fallu que je traverse tout Paris pour trouver mes précieux. La chose faite, me voilà de retour dans mon atelier. Bon, n'imaginez pas un trip à la Dexter, moi, quand j'opère, c'est sur la table basse du salon, avec tous les outils nécessaires à porter de mains, ce qui occasionne bien souvent un joyeux bordel. Bref.

-"Docteur Switch ! Le rythme cardiaque de la NES faiblit !"
-"Vite, injectez lui 3CC d'adré' et remettez lui son masque, si elle se réveille dans cet état, elle ne s'en remettra jamais !"

Première partie - Passer sa NES en stéréo :


AVERTISSEMENT : Ces montages ne sont pas destinés à des débutants mais à des gens habitués. Si vous avez une petite expérience avec un fer à souder, et que vous êtes patients vous pouvez vous lancer. N'oubliez pas de prendre votre temps. N'oubliez pas de vérifier si votre montage ne comporte pas de faux contacts. Enfin si vous avez le moindre doute, vous cliquez sur ma photo, et vous m'envoyez un petit mail sans abuser bien-sûr. Toutes les informations ont été vérifiées avant de valider cet article. Je ne suis pas responsable des dommages éventuels en cas de mauvaises manipulations ni du mauvais fonctionnement de votre matériel en cas de modifications.

Avant toute chose, avant d'ouvrir votre console. Débranchez là et actionnez le bouton POWER pour éliminer toute charge électrique résiduelle. Si vous n'êtes pas sûrs de ce que vous faites demandez l'avis et l'aide d'une personne qui a de l’expérience. Il existe de très bons forums pour demander de l'aide.

Comme on touche à la partie son de la console, j'ai fait un montage avec fil blindé relié à la masse. Ça prend un peu plus de temps, puisqu'il faut préparer ses fils correctement, en isolant bien la masse, pour éviter tout faux contact. Pour ça, mon arme secrète, c'est la gaine thermo rétractile. Bon, je vois que ça fait rire les 3 du fond là, mais de la gaine thermo-rétractable c'est ça :

Illustration à titre d'exemple !
C'est une sorte de tuyau de plastique fin, ça s'enfile sur le fil avant soudure, et une fois que la soudure est faite, on passe un petit coup de briquet et comme par magie, la gaine se rétracte et s'adapte à la forme de votre fil ou câble. De plus ça permet de bien isoler ses soudures et de faire tout ça :

Grâce à la gaine thermo-rétractable, vous isolez vos soudures et le blindage de vos fils.  Indispensable !
Pour revenir à la modification stéréo, je crois que quelques explications s'imposent. La NES est une console qui sort d'origine le son en mono (contrairement à ses concurrentes de l'époque, comme la Master System de Sega ou encore la PC engine de Nec, qui étaient en stéréo). De ce fait, quand on passe sa NES en stéréo, on triche un peu. C'est à dire qu'on replace les différentes voix sonores de la console dans l'espace stéréo. La NES a un système de restitution sonore qui utilise 5 voies (mais on parlera de "channel" par la suite) :

  • Channel 0 = Pulse Wave (ou Square Wave)
  • Channel 1 = Pulse Wave (ou Square Wave)

Des ondes en forme de carré, non sinusoïdale donc, qui constituent la manière la plus fréquente de produire des sons sur les synthétiseurs.
  • Channel 2 = Triangle Wave

Une onde en forme triangulaire constituée d'harmoniques impaires avec des harmoniques hautes qui tombent plus rapidement qu'avec une onde carrée.
  • Channel 3 = White Noise
Bruit blanc, c'est une forme d'onde constituée de façon aléatoire et constante.
  • Channel 4 = Sample
C'est la voie qui reproduit les sons enregistrés comme des voix digitalisées par exemple (le cri "Hya !" dans Kung-Fu poussé par Koji Kondo).

Comme les choses sont bien faites, c'est au niveau du processeur central de la NES (processeur MOS 6502 optimisé) qu'on récupère ces signaux. Et comme c'est encore mieux fait que ce qu'on pense, ces signaux sortent sur 2 pattes du CPU, donc possibilité de les router vers la stéréo gauche et droite :


D'habitude, ces 2 sorties et donc ces 5 voies (vous suivez toujours ?) sont dirigées vers un circuit qui les down-mix en mono. Là comme le schéma que je vous ai fait le suggère, on va diriger les channels 0 et 1 vers la voie gauche et les channels 2, 3 et 4 sur la voie de droite. Dans la pratique on va se retrouver avec la configuration suivante :
  • Voie gauche = Mélodie principale + Arrangement (joués sur les channels 0 et 1)
  • Voie droite = Percussions + Accompagnement + Sample (joués sur les channels 2, 3 et 4)
Sachez toutefois que c'est une stéréo artificielle, découpée par instruments. Imaginez bien que les développeurs n'ont pas prévu cette configuration et que les sons ne sont pas d'origine placés dans l'espace stéréo. Pour comparaison, de façon simplifiée sur toute autre console avec son stéréo d'origine, le sound designer prévoit un son sur un channel donné, et ensuite prévoit de faire sortir le dit channel plutôt à droite ou plutôt à gauche. C'est comme ça qu'il compose son espace sonore. Donc dans le cas de notre modification, les instruments seront toujours placés au même endroit dans l'espace stéréo.

Il faut savoir que cette modification donne une stéréo un peu trop tranchée et que les signaux pris tel quel sur le CPU sont aussi un peu faibles. Du coup, Chris Covell sur sa page, propose un montage qui permet de réinjecter une partie du signal mono sur les deux pistes de façon indépendante. Voilà où on chope le signal audio mono sur la PCB (n'oubliez pas de raccorder votre masse, vu que vous utilisez du câble blindé) :


Réinjecter une partie de ce signal récupéré sur la PCB, permet de booster un peu le signal et retrouver une stéréo plus naturelle moins tranchée puisque qu'on remet sur la voie gauche une partie du signal de la voie droite et des informations contenues dans le signal mono. Des informations essentielles concernant la dynamique du signal.

Voici le montage de Chris Covell :


Pour réaliser ce montage, voici la liste des composants nécessaires :
  • Fil stéréo blindé
  • Gaine thermo-rétractable pour bien isoler votre masse et vos soudures
  • 2 Condensateurs 1 Microfarad à 50V
  • 2 potentiomètres 47Kohms + 2 boutons (un rouge et un blanc si vous voulez faire comme moi)
  • 2 prises RCA femelle pour chassis (une rouge et blanche bien-sûr)
  • Une plaque VEROBOARD (plus pratique pour les connexions)
Du coup, je vous laisse à disposition mon interprétation du montage sur Veroboard :


Sur mon montage Veroboard, j'ai fait 2 pistes pour le son mono venant de la PCB de la NES, pour simplifier mes soudures. J'ai aussi une piste pour relier toutes les masses. N'oubliez pas de couper la piste au niveau du condensateur.

La vue arrière de ma console avec la modification Stéréo.
Pour la disposition des prises et des potars, vous pouvez faire comme bon vous semble. Certains trouveront plus pratique d'avoir les potars sur le devant de la console. En ce qui me concerne, vu que j'y touche pas souvent, je les ai laissé derrière la console au dessus des prises RCA audio pour préserver l'esthétique du devant de la console.

Je vous laisse admirer le travail. Mais ne tardez pas trop, parce que la suite de votre programme vous attend.

Deuxième partie - Ajouter une sortie Vidéo Composite sur sa NES :

Pour introduire cette modification, il est bon de rappeler deux ou trois choses.

  • A l'époque de la sortie de la NES en France, Nintendo a juger bon de la mettre aux normes de branchement vidéo de l'époque. Pour des raisons de simplicité et spécifications techniques, les NES française se branchent donc en Peritel RGB.
  • Beaucoup de par le monde nous envient en pensant que notre RGB est bien plus beau que leur composite. Ce qu'il ne savent pas, c'est que cette sortie Peritel n'est qu'une mise aux normes. Le souci, c'est que ce signal RGB n'est pas de bonne qualité parce qu'il est généré à partir d'un signal vidéo composite. Et ce signal vidéo composite pour être transformé en RGB passe par un composant spécifique SONY CXAV7021 qui ajoute des parasites à l'image. Pour conclure là dessus, pour avoir un bon RGB, il aurait fallu que la NES produise à un moment ou à un autre du RGB (en sortie de PPU par exemple) récupérable pour en faire un signal RGB digne de ce nom.
  • Ajouter une sortie Vidéo composite sur sa NES, c'est récupérer le signal vidéo avant qu'il ne soit transformé et donc significativement dégradé par le composant Sony CXAV7021.
A titre de comparaison, voici les photos postées par Mimix sur le Forum Metagames qui m'ont convaincu de faire la modification vidéo :


On voit bien les artefacts générés par la transformation du signal composite en RGB. Du coup vous comprendrez que la modification apporte vraiment du changement si vous êtes un maniaque de l'image. De plus elle sera idéale si en plus vous avez déjà fait la modification stéréo pour votre console. Vous aurez pour ainsi dire une sortie AV composite / Stéréo digne de ce nom. Ce qui en plus vous permettra de brancher votre console en composite si vous n'avez pas de prise Peritel à disposition.

Pour attaquer cette modification, voici les composants dont vous aurez besoin :
  • 2 résistances de 47 Ohms
  • 1 prise RCA jaune femelle à fixer sur le chassis
  • 1 petit interrupteur On / On avec 3 pattes
D'ailleurs, ce qui est bien avec ce montage, c'est qu'il vous permet de garder votre sortie RGB > Peritel et de switcher entre la sortie vidéo composite et la sortie Peritel. Vous remercierez Mimix, moi je ne fais que relayer. On entre maintenant dans le vif du sujet avec les schémas que j'ai utilisé pour effectuer la modification :

Le switch tout d'abord va vous permettre de changer l'impédance de sortie. D'un côté vous allez avoir l’impédance nécessaire pour la sortie composite et de l'autre l'impédance adéquate pour utiliser la sortie RGB d'origine. Vous remarquez ensuite sur la deuxième partie du schéma une résistance en série de 47 Ohms sur la sortie RCA. Elle permet d'avoir un contraste idéal sur la sortie composite sans "griller" les blancs. Passons maintenant à la réalisation.

Tout d'abord, il faut récupérer la résistance R2 de 140 ohms côté composants :


Ensuite repérez l'endroit où vous allez récupérez le signal video composite sur la PCB :


On continue en passant à la réalisation du switch. Vous voyez ci-dessous les endroits où il faut souder pour installer votre interrupteur RGB / Composite :


Vous avez maintenant fait les deux montages pour votre nouvelle sortie vidéo ? Bien ! Au niveau du switch notez que quand il est dans position RGB et que vous utilisez le composite, l'image va être grise, switchez alors sur l'autre position pour retrouver des couleurs naturelles.

Troisième partie - Dézoner sa console NES :

Allez tout ça, c'est bien beau, mais n'oubliez de dézoner votre console si vous le souhaitez. Cette opération est très simple et est décrite sur l'image suivante :


Utilisez une pince coupante très fine pour effectuer la découpe (une petite pince à ongle par exemple). Retenez bien que la patte du composant 3195A (le fameux lock-out chip qui empêche de jouer aux jeux non-autorisés et imports) est un élément très fragile. Allez-y tout en douceur si vous ne voulez pas faire de bêtise.

Prenez une large inspiration, retirez vos doigts du champ de bataille, retenez votre respiration et coupez doucement. C'est tout rouge partout ? Il est fort probable que vous vous soyez blessé. Ne paniquez pas et allez me soigner cette vilaine blessure. La prochaine fois vous lirez plus attentivement les consignes. Vous pouvez raccordez la patte coupée à la masse (y'en a tout partout autour de la PCB), mais ce n'est pas obligatoire (même si c'est recommandé). De même si vraiment vous êtes un apôtre de la secte "Opération Réversible", vous pouvez ajoutez un simple interrupteur pour dézoner / zoner votre console à volonté. Encore une fois, c'est loin d'être indispensable parce que les cartouches NES euro passent très bien sur une console dézonée. Cette modification vous permet par contre de passer les jeux NES US. Sachez que le dézonnage de votre NES ne la switche en 60Hz. D'ailleurs, pour le moment personne n'a trouvé de solutions pour ajouter un switch 50/60Hz sur une NES Européenne.

Il manque plus qu'une jolie sérigraphie et elle sera encore plus belle.
Enfin, après bon nombre d'efforts et de patience, vous avez enfin en votre possession une NES de compétition avec un son stéréo de folie, une sortie vidéo composite toute neuve et la possibilité de jouer à tous les jeux suivants :
  • Les jeux pour NES US
  • Les homebrews (comme ceux vendus sur Retrozone)
  • Les jeux FAMICOM à l'aide d'un adaptateur du type FC-to-NES CONVERTER.
Allez, filez vous admirer devant la glace. Faites votre plus joli sourire, vous avez mérité le droit de frimer un peu. Puis c'est pas tous les jours qu'on fait ce genre de montage.

Je tiens encore une fois à remercier Chris Covell et Mimix sans qui je n'aurais pas pu effectuer ces montages et surtout ce dossier. De notre côté, on se retrouve très pour d'autres articles passionnants, même endroit, presque même heure.

See you soon Space Churgical Cowboys !

Références :

7 commentaires:

Andighan a dit…

Tuto très bien expliqué et clair, c'est cool d'avoir les infos en langue de molière, ça me donne envie de ré-ouvrir ma Nintendo et refaire le montage en plus "pro" Merci et bonne continuation à vous

Peter Yann a dit…

Bonjour,

Ah, ça fait plaisir de lire ce genre de commentaire, je viens justement de refaire un tuto pour la méthode officielle de modification RGB pour la N64 tiré d'un site allemand.

Merci de ton soutien et à bientôt sur ces pages !

Le DOC donne tout !

emilien a dit…

Hello, hello,
Mais elle est parfaite cette doc !!
Merci , bien expliquée et complete ! Je m'y atèle ce weekend !!
Je vais juste rajouter un port FAMICOM directement dans la console comme expliqué ici :
http://forum.nolife-tv.com/showthread.php?t=22130


Sinon petite question, le fait de dezoner sa console je vais pouvoir jouer au jeux US et JAP, mais concrètement ça donne quoi en 50Hz vu que les jeux ont été configurés pour etre exécutés en 60Hz ?

emilien a dit…
Ce commentaire a été supprimé par l'auteur.
Peter Yann a dit…

Ah ouais, c'est du haut niveau là (le lien que tu as posté). Le coup du port FAMICOM, c'est énorme.

Modif intéressante à faire sur une console 60Hz (ici un NES US apparemment). Coller un port FAMICOM sur une console 50Hz (comme nous NES EUROPE), ça n'en vaut pas la peine à mon sens. Et effectivement, dézonner la NES EUROPE, c'est plus pour avoir une console compatible qu'autre chose. Parce que les jeux US/NTSC tournent au ralenti ... Dommage.

Beaucoup de jeux NES sortis en Europe étaient effectivement optimisés pour tourner en 50HZ.

Bonne modification donc.

Ozz a dit…

Hello !

Tuto parfait dans son ensemble !
Désolé du "déterrage", mais j'ai une question qui me trotte dans la tête : est-ce qu'il est possible de remplacer les potars de mixage par des résistances ? Je pense que c'est faisable, mais dans ce cas, quelles valeurs utiliser pour ces résistances de remplacement ? Je penserais à des 27 ou des 33 Komhs.
Merci d'avance ! ^^

nostromo22x2 a dit…

Salut. Alors toi, tu fais parti de ceux qui n'enlève pas les deux résistances pour la mod en stéréo, c'est ça ?
Peux rajouter des photos ou d'autres dessins ?
Les potentiomètres, tu les soude directement au PCB ?
La piste qu'il faut couper au condo, c'est laquelle ?